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        真空—空氣—氮氣分配裝置結(jié)構(gòu)改進

        2014-04-29 00:44:03鄭乙鄭達
        科技資訊 2014年27期
        關(guān)鍵詞:減壓器活塞式

        鄭乙 鄭達

        摘 要:該文針對某產(chǎn)品真空-空氣-氮氣分配裝置出口壓力調(diào)節(jié)困難、泄壓不穩(wěn)定等問題,從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)入手分析原因,改進產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、調(diào)整操作方法,使該裝置滿足產(chǎn)品測試的需要。

        關(guān)鍵詞:減壓器 活塞式 膜片式

        中圖分類號:TG95-4 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)09(c)-0041-02

        某產(chǎn)品真空-空氣-氮氣分配裝置(以下簡稱分配裝置)主要用于產(chǎn)品氣密壓力試驗及抽真空試驗。氣密壓力功能原理圖見圖1,高壓氣源通過一級、二級減壓器減壓后實現(xiàn)高壓、低壓氣體的輸出,以滿足產(chǎn)品試驗壓力的需要。

        1 調(diào)試中的問題

        分配裝置在調(diào)試過程中,出現(xiàn)以下問題。

        1.1 一級減壓器泄漏、減壓器出口壓力調(diào)節(jié)困難

        一級減壓器出口壓力小于3 MPa時靈敏度較高,可以調(diào)節(jié)到任意壓力值。當(dāng)出口壓力大于3 MPa,靈敏度明顯降低,壓力值步進0.3~0.5 MPa,調(diào)節(jié)到設(shè)定壓力值困難。

        一級減壓器保壓過程中出現(xiàn)泄漏,經(jīng)過排查減壓器的連接管路沒有泄漏,對減壓器單獨做壓力試驗,依然泄漏。

        1.2 二級減壓器靈敏度較低

        二級減壓器靈敏度較低,調(diào)節(jié)到固定值比較困難,調(diào)節(jié)時滯后約0.04 MPa,不能滿足產(chǎn)品的低壓試驗要求。

        1.3 截止閥泄壓損壞壓力表

        試驗完成后使用截止閥將管路中的高、低壓氣體泄壓。當(dāng)截止閥鎖緊后,用力太小無法開啟,用力太大,由于慣性,開啟量會在短時間增大,但高壓氣體急速降壓,壓力表受沖擊很大,容易損壞。

        2 原因分析

        2.1 一級減壓器

        一級減壓器采用的活塞式結(jié)構(gòu),原理圖見圖2,工作原理:高壓氣體從進氣口進入高壓腔,通過活門與閥體之間的微小間隙流入低壓腔,擴散減壓,調(diào)節(jié)調(diào)壓螺桿將力通過彈簧座、彈簧、活塞及頂桿作用到活門上改變活門與閥體之間間隙的大小,從而控制出口壓力。

        根據(jù)減壓器原理分析,減壓器具備保壓功能和超壓自排氣功能,當(dāng)出口壓力值過高時,出口壓力會將活塞向上頂起,通過活塞上的通孔和閥蓋上的排氣孔可以將超壓氣體排出,直到達到限定壓力值,活塞回落,停止排氣。對減壓器進行的保壓試驗沒有超過出口壓力限定范圍,但發(fā)生了泄漏,表明活塞與頂桿之間的密封面在限定壓力之下已打開,活塞與頂桿之間的密封部位可能損傷或有異物卡滯。因此減壓器泄漏屬于自身質(zhì)量問題,需返廠檢修。

        2.2 二級減壓器

        二級減壓器結(jié)構(gòu)、原理與一級減壓器相同,因此同樣由于背壓大的問題,使調(diào)節(jié)精度無法滿足產(chǎn)品要求。因此需要從結(jié)構(gòu)和原理方面進行改進。

        2.3 截止閥泄壓

        由于很難控制截止閥使其平穩(wěn)的開啟,因此對高壓管路泄壓需要尋找更合理的方式。分析原理圖,在高壓管路中的一級減壓器具有超壓自排氣功能,當(dāng)出口壓力由大向小調(diào)節(jié)時,相當(dāng)于出口壓力超壓,減壓器活塞與閥蓋之間的密封面就會微量開啟進行泄壓,因此緩慢的關(guān)閉一級減壓器就能將減壓器出口端的高壓氣體進行平穩(wěn)的泄壓。

        2.4 真空泵油標(biāo)

        真空泵的油標(biāo)距離框架內(nèi)壁距離近,真空泵無法調(diào)整到油標(biāo)可以直接觀察到的位置。通過在油標(biāo)前面設(shè)置具有反射功能的裝置,就能夠直接目測觀察。

        3 改進方案及具體措施

        3.1 一級減壓器調(diào)節(jié)方式改進

        在進行一級減壓器調(diào)節(jié)出口壓力大于3 MPa時,先將一級減壓器后的截止閥開啟微量開啟,使出口具有微小流量,從而使減壓器調(diào)節(jié)時活塞可以活動靈活,提高靈敏度。當(dāng)一級減壓器出口壓力達到或比試驗壓力略低時,關(guān)閉一級減壓器后面的截止閥,出口壓力會有微量增長,當(dāng)壓力值達到試驗壓力時關(guān)閉一級減壓器前面的截止閥,如壓力高于試驗壓力,可通過開啟一級減壓器后面的截止閥微量放氣,從而達到試驗壓力。一級減壓器經(jīng)返廠檢修,清理了活塞與頂桿之間密封部位的異物,解決了無法保壓的故障。

        3.2 二級減壓器結(jié)構(gòu)改進

        由于活塞式減壓器的O形圈具有一定的摩擦力,對較小的調(diào)節(jié)量不敏感,因此不適合調(diào)節(jié)精度較高的低壓氣體,改用膜片式結(jié)構(gòu)的減壓器(見圖3)。工作原理:順時針轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺桿5,壓縮調(diào)節(jié)彈簧6,傳動彈簧墊塊4,膜片3和頂桿7,從而使活門9離開閥座。進口的高壓氣體由高壓室經(jīng)活門和閥座的節(jié)流間隙進入低壓室8,擴散減壓。高低壓室的壓力分別由高壓表1和低壓表11指示。減壓后的壓力由擰動調(diào)節(jié)螺桿來調(diào)節(jié),主要改變調(diào)節(jié)彈簧6所產(chǎn)生的力,致使膜片3下面與之平衡的氣體壓力產(chǎn)生變化達到所需的工作壓力。此時可打開減壓器后面的閥進行工作。

        膜片式減壓器,壓力調(diào)節(jié)時只需要克服低壓腔的壓力,相對活塞式減壓器,減少了活塞上O形圈的摩擦力,因此調(diào)節(jié)相對容易,調(diào)節(jié)精度較高,能夠滿足產(chǎn)品壓力試驗的需求。

        4 實施效果

        通過對分配裝置結(jié)構(gòu)改進和調(diào)試方法的調(diào)整,使分配裝置滿足產(chǎn)品高、低壓氣密試驗的要求,可操作性增強。

        5 結(jié)論

        該文對分配裝置調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行理論分析,采取了有效的改進措施,使分配裝置滿足產(chǎn)品氣密試驗的需求。

        參考文獻

        [1] GB 20262-2006《焊接、切割及類似工藝用氣瓶減壓器安全規(guī)范》[S].

        [2] GB/T 25473—2010《焊接、切割及類似工藝用管路減壓器》[S].

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